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计算机控制技术实验指导书修.doc
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目 录
第一部分 I386EX 系统板介绍......................................................................................1
第一章 I386EX 系统板概述.......................................................................................1
第二章 I386EX 系统板的硬件操作环境...................................................................3
第三章 联机软件说明.................................................................................................3
第四章 I386EX 系统板的资源分配.........................................................................13
第二部分 实验教程......................................................................................................15
实验一 系统认识及程序调试练习...........................................................................15
实验二 D/A 转换实验...............................................................................................19
实验三 A/D 转换实验...............................................................................................23
实验四 最小拍控制系统...........................................................................................28
实验五 积分分离 PID 控制......................................................................................31
实验六 大林算法控制...............................................................................................35
第一部分 i386EX 系统板介绍
第一章 i386EX 系统板概述
1.1 系统简介
“TD-ACC+”教学实验系统,其基本配置就含有一个开放式的模拟实验平台和一组先进
的虚拟仪器,可以高水平地支持自动控制原理的实验教学,若再选配“i386EX 系统板”,就
还可以开展“80X86 的计算机控制技术”的实验教学。i386EX 系统板是一种基于intel386EX嵌
入式微处理器的控制机,它以嵌入式应用为中心,可以满足大多数技术领域的需要,是当
今微机应用及嵌入式技术发展的主流。配置了“i386EX 系统板”的“TD-ACC+自动控制原理/计
算机控制技术”教学实验系统其构成主要包括:i386EX 系统、开放式的模拟实验平台、一组
先进的虚拟仪器以及新编的自动控制原理实验教程和80X86 计算机控制技术实验教程。整
个实验系统的结构框图如下页所示。
1.2 i386EX 系统板的特点
1. 采用先进的嵌入式微处理器
采用INTEL公司新推出的32位嵌入式处理器i386EX,使该嵌入式控制计算机功能达到
了最优化。它功耗小,将许多经常使用的外围接口如8259、8254、8250和8237等集成到芯
片内部,内部为32位总线,外部为16位数据总线,保持与标准的32位80386CPU相同的指令
系统,具有64MB的寻址能力。
2. 总线标准和工业PC104-ISA标准兼容
该控制计算机具有24MHz的工作频率,128KB的程序存储器和128KB的数据存储器,满
足复杂计算机控制和嵌入式应用的要求。采用控制计算机加模拟实验平台的结构设计,将
i386EX的总线和接口资源以PC104-ISA的总线标准引出。
3. 功能强大的源码级调试环境
控制计算机通过串口与PC微机相连,并配备了C语言及汇编语言的源码级调试开发环境,
功能强大。具有单步、跳过、断点、连续、变量跟踪等调试功能,可多方位、动态地调试
实验程序。
第二章 i386EX 系统板的硬件操作环境
系统的部分总线以排针的形式引出,与实验单元相连可完成相应的实验。系统引出信
号线说明及相关的端口地址见表2.1-1。
表2.1-1 控制计算机系统信号线说明
信号线 说 明 相关的端口地址
D0~D7
系统的低八位数据线
A0~A3 系统地址线低四位(输出)
/IOR、 /IOW I/O读、写信号(输出)
IRQ5、IRQ6
、IRQ7
内部主片8259 中断请求
信号(输入)
P3CFG 扩展I/O 地址为:F824H
INTCFG 扩展I/O 地址为:F832H
ICW1、IRR、ISR、OCW2 和OCW3 地址为:20H
ICW2 、 ICW3 、 ICW4 、 OCW1 和 POLL 地 址 均
为:21H
OUT1
内部1#定时器输出信号
(输出)
TMRCFG 扩展I/O 地址为:F834H
TMR1 扩展I/O 地址为:F041H
TMRCON 扩展I/O 地址为:F043H
/IOY0
I/O 接口待扩展信号(输
出)
0600H~063FH
/IOY1 0640H~067FH
/IOY2 0680H~06BFH
DIN0~DIN3
4 位数字量输入信号
(输入)
P1 口的低四位对应P1.0 ~ P1.3
P1CFG 扩展I/O 地址为:F820H
P1DIR 扩展I/O 地址为:F864H
P1PIN 扩展I/O 地址为:F860H
DOUT0 ~
DOUT3
4 位数字量输出信号
(输出)
P2 口的低四位对应P2.0~ P2.3
P2CFG 扩展I/O 地址为:F822H
P2DIR 扩展I/O 地址为:F86CH
P2LTC 扩展I/O 地址为:F86AH
注:1.“/”号表示该信号低电平有效
2. 扩展I/O 地址使能操作:_asm{ MOV AX,8000H
OUT 23H,AL
XCHG AL,AH
OUT 22H,AL
OUT 22H,AX }
扩展I/O 地址无效操作:_asm{ MOV AL,00H
OUT 23H,AL}
第三章 联机软件说明
3.1 联机软件系统概述
该联机软件集成了源码级调试软件和虚拟仪器软件。该软件具有汇编语言和C 语言源
语言级调试跟踪界面,有别于传统的DEBUG 调试,操作更简单,视觉效果更直接。如果用
户习惯于DEBUG 调试,点击输出区的调试标签亦可对源程序进行DEBUG 调试。用户可以
选择是否监控堆栈,也可以通过“变量监控”对话框选择监控哪些全局变量;寄存器/变量/堆
栈区能够对下位机的寄存器、变量和堆栈实现实时监视,使寄存器/变量/堆栈区的数据永远
是下位机中数据的真实反映;在寄存器/变量/堆栈区改写寄存器和变量的值,即可改变下位
机中寄存器和变量的值。软件集成了一组功能强大的数字化虚拟仪器界面,用于时域曲线
的实时测量和分析、频率特性分析、X_Y 测量、阻容/电压值测量等。
联机软件具有特点如下:
(1) 支持汇编语言和C 语言两种编译环境
(2) 高度可视化的源语言级调试跟踪界面
(3) 实时监视寄存器,能够即时对寄存器中的值进行修改
(4) 可以选择要监视的全局变量,进行实时监视和即时修改
(5) 可以选择是否要实时监视堆栈寄存器
(6) 集成虚拟仪器:具有双踪超低频数字存贮示波器、频率特性分析仪、X_Y 测量和数
字万用表。
3.2 软件使用说明
3.2.1 主界面窗口
主要分为三部分:程序编辑区、变量区和输出区。
1.程序编辑区
位于界面右上部,用户可在程序编辑区用“新建”命令打开一个新文档或用“打开”命令打
开一个已存在的文档,在文档中用户可编辑程序。用户可在程序编辑区打开多个文档,点
击文档标签可激活任一文档。编译、链接、加载以及调试命令只针对当前活动文档。用户
调试程序时,程序运行的轨迹亦在当前活动文档中指示。
2.变量区
位于界面左上部,包括三个部分:寄存器区、变量区和堆栈区。寄存器区和变量区用
于实时监视、修改寄存器和变量的值,堆栈区主要用于实时监视用户堆栈区。点击寄存器
区标签可观察和修改寄存器,点击变量区标签可观察和修改变量,点击堆栈区标签可观察
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